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Les animats
/ UTLS - la suite
/ 02-11-2002
/ Canal-U - OAI Archive
MEYER Jean-Arcady
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Contrairement aux ambitions affichées aux origines de la discipline, en 1956, les recherches en intelligence artificielle ont à ce jour largement échoué à reproduire l'intelligence de l'homme, même si un programme d'ordinateur a réussi à battre le champion du monde aux échecs. Quant aux robots modernes, ils ne brillent pas non plus par leur intelligence, même si certaines machines caniformes ou humanoïdes sont de véritables merveilles de technologie. De nombreux chercheurs estiment qu'il est largement prématuré d'espérer reproduire directement l'intelligence de l'homme tant qu'on n'aura pas compris comment elle s'est mise en place au cours de l'évolution. Aussi, dans le but de rechercher en quoi l'intelligence humaine s'explique à partir des processus adaptatifs les plus simples hérités des animaux - et plutôt que de viser directement à comprendre et à reproduire les performances les plus élaborées dont est capable le cerveau - ces chercheurs visent d'abord à synthétiser des animats, c'est-à-dire des animaux artificiels ou des robots réels dont les lois de fonctionnement sont aussi inspirées de la biologie que possible. L'objectif est d'attribuer à ces animats certaines des capacités d'autonomie et d'adaptation basiques qui caractérisent les animaux réels, de façon à leur permettre de "survivre" ou d'assurer leur mission dans des environnements plus ou moins imprévisibles et dangereux. Cette conférence évoquera quelques automates célèbres - du pigeon d'Archytas de Tarente au canard de Vaucanson, en passant par l'androïde de Léonard de Vinci - pour rappeler que la conception de machines inspirées du vivant a été de tout temps une préoccupation humaine. La structure générale d'un animat et son mode de fonctionnement seront ensuite décrits. Ils se caractérisent par le fait que l'animat acquiert des comportements efficaces par interaction étroite avec son environnement, grâce à son architecture de contrôle - équivalent du système nerveux d'un animal - reliant ses capteurs - équivalents des récepteurs sensoriels- à ses actionneurs - équivalents des organes moteurs. Puis divers exemples illustreront la façon dont les animats peuvent eux-mêmes améliorer ou se constituer une architecture de contrôle ou une morphologie adaptées, par des processus inspirés de la biologie comme le développement, l'apprentissage ou l'évolution des espèces. Enfin, à partir notamment de l'évocation des "biobots" - robots hybrides constitués à la fois d'éléments artificiels et d'éléments vivants - les avantages et les risques liés à ces recherches seront discutés. Mot(s) clés libre(s) : animal artificiel, apprentissage des robots, biobot, ethologie, intelligence artificielle, processus biomimétique, réseaux de neurones, robotique, sciences cognitives
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Le cerveau de la connaissance: physiologie de la cognition et images du cerveau
/ UTLS - la suite, Mission 2000 en France
/ 03-02-2000
/ Canal-U - OAI Archive
MAZOYER Bernard
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L'existence de relations entre cerveau et pensée a alimenté de nombreuses querelles philosophiques, et ce en raison de l'absence de techniques d'observation du fonctionnement normal de cet organe. A la fin du 19e siècle, physiologistes et neurochirurgiens ont établi que les fonctions cognitives généraient des modifications localisées de la circulation sanguine cérébrale, et que des stimulations ou des lésions du cortex pouvaient provoquer une interruption ou un trouble de leur exécution. Jusqu'aux années 1980, cette dernière approche - la neuropsychologie - a constitué la méthode expérimentale prédominante pour l'étude des relations entres structures et fonctions cérébrales. Elle est cependant limitée parce qu'elle tente d'inférer le fonctionnement du cerveau normal à partir de l'observation de dysfonctionnements de cerveaux lésés. Dans ce contexte, la mise au point au cours des années 1990 de techniques d'imagerie numérique tridimensionnelle permettant d'observer de façon externe chez l'homme vivant l'organisation fonctionnelle de son cerveau, constitue une véritable révolution. La tomographie par émission de positons, l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle et la magnétoencéphalographie sont désormais à même de fournir des cartes spatio-temporelles des événements électriques et métaboliques qui sous-tendent les activités mentales. Ces nouvelles approches des fonctions cognitives ont déjà fourni de nombreux résultats en démontrant que les activités cognitives avaient pour base une modulation d'activité neuronale. Elles devraient également permettre dans l'avenir une nouvelle approche des dysfonctionnements cognitifs apparaissant au détours des maladies neurologiques et psychiatriques. Mot(s) clés libre(s) : cerveau, fonction cognitive, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, magnétoencéphalographie, neurone, neuropsychologie, neuroscience, pensée, sciences cognitives, système nerveux, tomographie
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L'électrophysiologie moléculaire
/ BioTV
/ 10-09-2002
/ Canal-U - OAI Archive
LEGENDRE Pascal, DAUTIGNY André
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Les techniques d'électrophysiologie ont permis, en étudiant la propagation des signaux électriques entre les cellules nerveuses, de montrer comment le système nerveux gère l'information pour produire des comportements adaptés au milieu externe et interne. Depuis une vingtaine d'années des techniques nouvelles (patch clamp) ont révolutionné notre vision du fonctionnement su système nerveux central en donnant accès aux propriétés fonctionnelles des protéines-canaux qui sont à l'origine de l'activité électrique du système nerveux. Ces techniques associées à la biologie moléculaire ont élargi considérablement notre compréhension de certaines maladies génétiques qui conduisent à un dysfonctionnement du cerveau. Mot(s) clés libre(s) : cellule nerveuse, électrophysiologie, neurobiologie, neurone, neuroscience, patch-clamp, potentiel d'action, système nerveux
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/ UTLS LA SUITE, UTLS - la suite
/ 26-10-2002
/ Canal-U - OAI Archive
LE BIHAN Denis
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L'imagerie par Résonance Magnétique (IRM) permet depuis une vingtaine d'année de produire des images de l'anatomie statique' du cerveau, c'est-à-dire des coupes virtuelles montrant les détails des structures cérébrales (matière grise, matière blanche) avec une précision millimétrique. Cette imagerie anatomique' est utilisée par les radiologues pour la détection et la localisation de lésions cérébrales. Plus récemment, l'IRM est aussi devenue fonctionnelle' (IRMf), montrant l'activité des différentes structures qui composent notre cerveau. L'imagerie neurofonctionnelle par IRMf repose sur deux concepts fondamentaux. Le premier, soupçonné depuis l'Antiquité mais clairement mis en évidence au siècle dernier par les travaux du chirurgien français Paul Broca, est que le cerveau n'est pas un organe homogène, mais que chaque région est plus ou moins spécialisée dans sa fonction. Le deuxième, suggéré par l'anglais Sherrington à la fin du siècle dernier, est que les régions cérébrales actives à un moment donné voient leur débit sanguin augmenter. C'est cette augmentation locale et transitoire de débit sanguin, et non directement l'activité des neurones, qui peut être détectée par l'IRMf et par la caméra à émission de positons (autre méthode d'imagerie neurofonctionnelle). En pratique, il suffit donc d'acquérir des images représentant le débit sanguin en chaque point de notre cerveau quand il exécute une tâche particulière (motrice, sensorielle, cognitive,...) et dans une condition de référence neutre. A l'aide d'un traitement informatique de ces images, on peut extraire les régions cérébrales pour lesquelles le débit sanguin a changé entre la condition de contrôle et l'exécution de la tâche et en déduire que ces régions ont participé à cette tâche. Ces régions sont reportées en couleurs sur l'anatomie cérébrale sous-jacente. Bien que l'imagerie neurofonctionnelle, aujourd'hui, ne permette pas de descendre à l'échelle des neurones, les exemples rassemblés dans ces pages tendent à montrer que les circuits cérébraux utilisés par l'activité de pensée' sont communs avec ceux utilisés par des processus de perception ou d'action réels. Ce résultat n'est pas surprenant a priori, si on considère que certaines formes de pensée (créer et voir une image mentale, imaginer une musique, inventer une histoire, évoquer des souvenirs...) ne sont autres que des simulations ou reproductions internes d'évènements que nous avons vécus ou que nous pourrions vivre. Au delà de l'identification des régions impliquées dans les processus cognitifs, des travaux en cours laissent présager qu'un jour nous pourrions peut-être même avoir accès en partie à la nature de l'information traitée par les différentes régions de notre cerveau, et donc, d'une certaine manière, à une petite fraction du contenu de nos pensées... Mot(s) clés libre(s) : anatomie cérébrale, Broca, cerveau, fonction cognitive, imagerie cérébrale, imagerie médicale, imagerie par résonance magnétique, IRM, language, matière blanche, matière grise, motricité, neuroimagerie, neurone, neuroscience, pensée, région cérébrale, She
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Le cortex cérébral
/ BIO TV, BioTV
/ 11-07-2002
/ Canal-U - OAI Archive
LAMBOLEZ Bertrand, CAULI Bruno
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L'étude du cortex cérébral a fait d'énormes progrès du fait du développement des biotechnologies appliquées à l'étude des communications cellulaires. Les études sur les excitations pharmacologiques sélectives, la localisation cellulaire des neuromédiateurs du cortex et de leurs récepteurs conduit à compléter la cartographie des cellules nerveuses et à rénover notre connaissance des réseaux neuronaux. La connaissance des circuits neuronaux progresse de jour en jour grâce au couplage de l'expérimentation animale, de l'électrophysiologie, de la biochimie des neuropeptides et des récepteurs cellulaires. Ces données complétées par l'étude de la génétique des maladies nerveuses, par les expérimentations biogénétiques sont essentielles pour commencer d'appréhender le fonctionnement du cortex et de comprendre les graves problèmes de société engendrés par ses dysfonctionnements.Générique1 La haute technologie au service de l'étude du cortex cérébral 2 Localisation cellulaire des neuromédiateurs du cortex 3 De la cartographie des neuromediateurs aux reseaux neuronaux de communication et a la fonction 4 Exemple d'une expérimentation CONCLUSIONPublicationsTitre : "Patch Clamp Recording and RT-PCR on single cells" in Patch Clamp Applications aAnnée : 1789Présentation : Lambolez, B., Audinat, E, Bochet, P. & Rossier, J. eds A.A. Boulton, G.B. Baker & W. Walz, Humana Press, Neuromethods Series volume 26, p.193-231, 1995.Titre : Quantitative RT-PCR.Année : 1789Présentation : Lambolez, B. & Rossier, J. Nature Biotech. 18, 5, 2000.Titre : Assignment of the human glutamate receptor gene GluR5 to 21q22 by screening a chAnnée : 1789Présentation : Potier, M.-C., Dutriaux, A., Lambolez, B., Bochet, P. & Rossier, J. Genomics 15, 696-697, 1993Titre : Cellular Locus of the Nitric oxide-synthase involved in cerebellar long-term depAnnée : 1789Présentation : Crépel, F., Audinat, E., Daniel, H., Hemart, N., Jaillard, D., Rossier, J. & Lambolez, B. Neuropharmacology 33, 1399-1405, 1994.Titre : Molecular and physiological diversity of cortical nonpyramidal cells.Année : 1789Présentation : Cauli B, Audinat E, Lambolez B, Angulo MC, Ropert N, Tsuzuki K, Hestrin S, Rossier J (1997): J Neurosci 17 : 3894-3906.Titre : identification of sleep-promoting neurons in vitro.Année : 1789Présentation : Gallopin T, Fort P, Eggermann E, Cauli B, Luppi PH, Rossier J, Audinat E, Mühlethaler M, Serafin M (2000) Nature 404 : 992-995Titre : "RT-PCR on single cell after patch-clamp recording" in Reverse Transcriptase PCRAnnée : 1789Présentation : Lambolez, B., Audinat, E, Bochet, P. & Rossier, J. eds J.W. Larrick & P.D. Siebert, Simon & Schuster, p.21-49, 1995.Titre : Classification of fusiform neocortical interneurons based on unsupervised clusteAnnée : 1789Présentation : Cauli B, Porter JT, Tsuzuki K, Lambolez B, Rossier J, Quenet B, Audinat E (2000) Proc Natl Acad Sci U S A 97 : 6144-6149Titre : Correlations between kinetics and RNA splicing of AMPA receptors in neocorticalAnnée : 1789Présentation : Lambolez, B., Perrais, D., Ropert, N., Rossier, J. & Hestrin, S.. Proc. Natl. Acad. Sci. (USA), 93, 1797-1802, 1996.Titre : Receptor subunits expressed by single Purkinje cells.Année : 1789Présentation : Lambolez, B., Audinat, E., Bochet, P., Crépel, F. & Rossier, J. AMPA . Neuron 9, 247-258, 1992 Mot(s) clés libre(s) : 5HT3, biocytine, cannabinoïde, CB1, CB2, CCK, Cellules FS, Cellules IS, Cellules RSNP, DAMGO, DHbétaE, DMPP, électrophysiologie, enkephalines, néocortex, neurokinine B, neurones, neuroscien, patch-clamp, RT-PCR, synapses, vidéomicroscopie infrarouge, VIP
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Conscience et cerveau - Galina Iakimova
/ UTLS au lycée
/ 17-03-2011
/ Canal-U - OAI Archive
Iakimova Galina
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Une conférence de l'UTLS au LycéeConscience et cerveau par Galina IakimovaLycée Costebelle (83 Hyères) Mot(s) clés libre(s) : neuronne, neurophysiologie, sens
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Voyage initiatique dans notre cerveau
/ William ROSTENE, BioTV
/ 18-07-2002
/ Canal-U - OAI Archive
HERVE-MINVIELLE Anne, ROSTENE William
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Voyage initiatique dans notre cerveau. Mot(s) clés libre(s) : cellule nerveuse, cerveau, cortex, imagerie par résonance magnétique, influx nerveux, IRM, neurone, neuroscience, potentiel d'action, région cérébrale, sciences cognitives, synapse, système nerveux
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Réseaux d'automates: trente ans de recherche
/ VSP - Vidéo Sud Production, Région PACA, INRIA, Université de Nice Sophia Antipolis, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique
/ 20-10-2011
/ Canal-U - OAI Archive
GOLES CHACC Eric Antonio
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Ma complicité avec ce sujet date de longtemps, pas tout à fait assez pour dire que j’y étais depuis le début, mais quand même.... Ainsi, je vais vous raconter comment on a obtenu, aux alentours de l'année 1979, les premiers résultats mathématiques sur la dynamique de ce qui s’appelle aujourd'hui les réseaux de neurones artificiels et qui font aujourd’hui partie du cursus classique de toute école d’ingénieurs. Puis, le succès de ces résultats m’a amené, à partir d’une étrange lettre que j’ai reçue au début de vacances à Grenoble, à me passionner pour les fourmis. Je suis quand même arrivé à tirer de certains modèles formels de ces séduisants insectes quelques résultats de complexité .... Et, s’il s'agit des fourmis, pourquoi pas les tas de sable? Beaucoup d’individus interagissant de façon simple, mais, avec des résultats globaux étonnants ? Et voilà que, à partir d'une suggestion que m’a faite le mathématicien L. Lovasz à un congrès à Sao Paulo vers la fin des années 1980 et les conversations que j’ai eues à Santiago et à Paris avec le cher feu Schutz (Marco Schützenberger), je me suis attaqué a ce sujet avec un tel succès que je peux dire sans trop me tromper que c’est moi qui ai inoculé cette maladie ou ce virus à un grand nombre de collègues français. Pour finir, si j’ai le temps, je voudrais vous faire rigoler un peu. Etant donné que je vous ai déjà parlé des fourmis je me permettrai de vous raconter mon histoire personnelle de cigale : je vous dirai pourquoi il y a des espèces qui ne chantent que tout les 17 ans et ... si jamais j’ai encore un petit brin de temps, je vous raconterai également comment des informaticiens et un physicien peuvent interpréter les phénomènes de ségrégation. Toute autre chose que je n’ai pas dite ici pourra être évoquée dans la conférence ou bien elle était inscrite dans la marge de ce cahier. Mot(s) clés libre(s) : colonie de fourmis, mathématiques discrètes, réseau neurones artificiel, réseaux neuronaux
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Role du trafic membranaire dans la morphogenèse neuronale
/ BioTV
/ 15-06-2003
/ Canal-U - OAI Archive
GALLI Thierry
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Le trafic membranaire est à la base des processus sécrétoires des cellules neuronales et non-neuronales mais son rôle dans l'établissement dans la différenciation neuronale est encore mal établi. Notre objectif est de comprendre comment le trafic membranaire, plus particulièrement l'exocytose et l'endocytose, participent à la morphogenèse neuronale. L'importance des protéines SNAREs dans l'exocytose et dans chaque étape du trafic membranaire est maintenant bien établie. Dans les neurones, la voie d'exocytose des vésicules synaptiques, responsable de la libération des neurotransmetteurs, met en jeu la protéine vésiculaire synaptobréviné 2 (ou VAMP 2, un v-SNARE) qui forme un complexe avec ses SNAREs cibles à la membrane plasmique : SNAP25 et la syntaxine 1, qui, ensemble, forment le t-SNARE). La formation du complexe v-/t-SNARE permet la fusion des bicouches lipidiques de la membrane vésiculaire et de la membrane plasmique 1. Dans l'équipe, nous avons mis en évidence Tetanus neurotoxin Insensitive-VAMP (TI-VAMP) un nouveau membre de la famille VAMP/brévine. Contrairement aux VAMPs 1, 2, et 3 qui sont clivées par la toxine tétanique et les neurotoxines botuliques B, D, F et G, TI-VAMP est insensible aux neurotoxines 2. Nous avons montré précédemment que TI-VAMP se concentre à l'extrémité des cônes de croissance de l'axone et des dendrites 3 et est impliquée dans la croissance neuritique dans les cellules PC12 et les neurones. En effet, l'expression de l'extrémité amino-terminale de TI-VAMP appelé domaine Longin 4 inhibe la croissance neuritique alors que l'expression d'une forme délétée du domaine Longin l'active 5,6. Nous montrons que le domaine Longin contrôle la capacité de TI-VAMP de former des complexes SNAREs avec SNAP25 et syntaxin1 et régule la localisation de TI-VAMP en intéragissant avec l'adaptateur de la clathrine AP-3. En conséquence, ce domaine contrôle simultanément l'activité de TI-VAMP et son ciblage. De plus, l'extinction de l'expression de TI-VAMP par interférence d'ARN bloque la croissance neuritique dans les cellules PC12 et les neurones. Nos résultats récents montrent que TI-VAMP est impliquée dans le trafic de la protéine d'adhésion cellulaire L1 et dans l'adhésion dépendante de L1. L1 est un membre de la superfamille des protéines à domaines immunoglobulines qui a été impliqué dans le développement du cerveau et dont des mutations entraînent des malformations cérébrales 7. Par ailleurs, nous montrons que l'adhésion dépendante de L1 contrôle le trafic membranaire dépendant de TI-VAMP, établissant ainsi une convergence entre trafic membranaire et adhésion cellulaire. L'ensemble de ces résultats démontre que la voie de trafic membranaire dépendante du v-SNARE TI-VAMP joue un rôle fondamental dans la morphogenèse neuronale. Mot(s) clés libre(s) : membrane, morphogenèse, neurone, neuroscience, SNARES, trafic
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Nature des objets de mémoire : le cas de l'olfaction
/ Gérard Wormser, ENS Lyon CultureSciences-Physique, Catherine Simand
/ 24-11-2006
/ Unisciel
De Gennes Pierre-Gilles
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Une conférence de Pierre-Gilles de Gennes, présentée à Marseille,
le 24 novembre 2006, dans le cadre du colloque pluridisciplinaire « La vie
et le temps », organisé par RezoDoc, à l'initiative de Jean-Yves Heurtebise
et des Écoles doctorales d'Aix-Marseille Université. Mot(s) clés libre(s) : cerveau, mémoire, olfaction, biophysique, neurone, cellule nerveuse, myéline, synapse, axone, odorat, glomérule, réverbération, implants
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